Zákaz F-plynů: Jak chladivo R290 mění tepelná čerpadla

Postupný zákaz F-plynů: Aby tepelná čerpadla byla ještě šetrnější k životnímu prostředí

1. ledna 2025 se spustí proces, který postupně ukončí používání F-plynů a dalších látek, které podporují globální oteplování a narušují ozonovou vrstvu. Legislativní rámec udávají dvě nařízení Evropské unie: č. 2024/573 o fluorovaných skleníkových plynech a č. 2024/590 o látkách poškozujících ozonovou vrstvu.

Zákaz F-plynů nezačíná platit od 1. 1. 2025 plošně, ale je rozložený do několika fází mezi roky 2025 a 2035 s tím, že limity se budou zpřísňovat postupně. Díky tomu se na zákaz mohou majitelé i výrobci a prodejci zařízení, která tyto plyny využívají, s dostatečným předstihem připravit. V souladu s evropskými klimatickými cíli by se s používáním F-plynů mělo v EU úplně skončit v roce 2050.

Omezování F-plynů vychází z výsledků rozsáhlé dopadové analýzy Evropské komise, která řeší reálné možnosti náhrady těchto látek za dostupné alternativy se značnými klimatickými benefity. Zároveň umožňuje výjimky pro případy, kdy se bez omezovaných látek nedá ze závažných důvodů obejít (plnění bezpečnostních požadavků v místě provozu, pro jaderné elektrárny, vojenské účely nebo použití v lékařství).

Co jsou fluorované skleníkové plyny?

Fluorované skleníkové plyny (F-plyny) jsou uměle vytvořené chemické látky, které mají mnoho pro člověka užitečných vlastností. Proto se hojně využívaly a dosud využívají zejména v odvětví chlazení, klimatizací, tepelných čerpadel, stavebnictví, zdravotnictví a energetiky.

Bohužel ale mají i svou stinnou stránku: působí negativně na životní prostředí. Sice nenarušují ozonovou vrstvu – jako jejich předchůdci (např. freony) – ale mají vysoký potenciál globálního oteplování (Global Warming Potential – GWP), několikanásobně vyšší než oxid uhličitý. V současnosti F-plyny představují zhruba 2,5 % celkových emisí skleníkových plynů v EU a jejich podíl dále roste.

Mezi F-plyny patří:

• hydrofluorouhlovodíky (HFC) – používají se zejména jako chladiva, např. v klimatizacích, tepelných čerpadlech a ledničkách,
• perfluorouhlovodíky (PFC) – využívají se v průmyslu, například při výrobě polovodičů,
• fluorid sírový (SF₆) – izolant zejména v elektrických rozvodech.

Při běžném používání F-plynů není klima nijak negativně ovlivňováno. Problém nastává, pokud by v důsledku havárie nebo působení lidského faktoru došlo k jejich úniku do ovzduší.

Harmonogram zákazu používání F-plynů v tepelných čerpadlech

Dle nařízení EU platí zákaz uvádění na trh tepelných čerpadel s následujícími hodnotami GWP:

Od 1. 1. 2025 platí zákaz uvádění na trh pro:

• jedno-splitová zařízení s obsahem méně než 3 kg fluorovaných skleníkových plynů s GWP 750 a výše.

Od 1. 1. 2027 platí zákaz uvádění na trh pro:

• monobloková a ostatní samostatná tepelná čerpadla s nominálním výkonem do 12 kW, s obsahem fluorovaných skleníkových plynů s GWP 150 a výše,
• splitová zařízení vzduch-voda se jmenovitým výkonem do 12 kW s obsahem fluorovaných skleníkových plynů s GWP 150 a výše,
• monobloková a ostatní samostatná tepelná čerpadla s nominálním výkonem nad 12 kW, ale nepřesahující 50 kW, s obsahem fluorovaných skleníkových plynů s GWP 150 a výše.

Od 1. 1. 2029 platí zákaz uvádění na trh pro:

• splitová zařízení vzduch-vzduch se jmenovitým výkonem do 12 kW s obsahem fluorovaných skleníkových plynů s GWP 150 a výše,
• splitová zařízení se jmenovitým výkonem nad 12 kW s obsahem fluorovaných skleníkových plynů s GWP 750 a výše.

Od 1. 1. 2032 platí zákaz uvádění na trh pro:

• monobloková a ostatní samostatná tepelná čerpadla s nominálním výkonem do 12 kW, s obsahem fluorovaných skleníkových plynů.

Od. 1. 1. 2035 platí zákaz uvádění na trh pro:

• splitová zařízení se jmenovitým výkonem do 12 kW s obsahem fluorovaných skleníkových plynů.

Jak se zákaz F-plynů dotkne majitelů starších tepelných čerpadel?

Jak už bylo řečeno, F-plyny se používají v tepelných čerpadlech jako chladivo, které zajišťuje přenos tepla z jednoho prostředí do druhého (více si můžete přečíst v článku Jak funguje tepelné čerpadlo). Jsou na místě obavy z budoucího zákazu používání F-plynů? Bude to znamenat také zákaz tepelných čerpadel? Rozhodně ne.

Úplný zákaz používání F-plynů je stanovený až na rok 2050. Do té doby dochází k postupnému omezování jejich používání a to tak, že v prvních deseti letech se bude nejprve končit prodej nových tepelných čerpadel, která využívají tento typ chladiva.

Nařízení jsou nastavená tak, aby neomezovala majitele stávajících tepelných čerpadel po celou dobu životnosti jejich zařízení. Starší zdroj tepla budete moct provozovat i nechávat servisovat včetně doplnění chladiva do tepelného čerpadla. Teprve až tepelné čerpadlo doslouží, nové si pořídíte už z nabídky modelů s ekologickými chladivy.

Budoucnost tepelných čerpadel: chladivo R290 a další ekologické varianty s vysokou účinností

Ekologická chladiva, která neobsahují žádné F-plyny, nejsou žádným experimentem, s nímž by se začalo teprve kvůli chystanému zákazu fluorovaných plynů. Vývoj v této oblasti probíhá 25 let a už dlouhou dobu je i u nás dostupná celá škála modelů s přírodními chladivy. A jejich nabídka bude dále růst.

Jaké chladivo do tepelného čerpadla?

Jako přírodní chladiva se používají především ethan (R170), propan (R290), propylen (R1270), isobutan (R600a), amoniak (čpavek, R717) a oxid uhličitý (R744). U všech se GWP pohybuje v řádu jednotek. Nemají ale jen přínos pro životní prostředí: jsou také levná, dobře dostupná a vysoce účinná. Nejde tedy o pouhé ekologické „náhražky“ syntetických chladiv, ale o jejich přinejmenším rovnocenné alternativy.

R290 chladivo – skvělé vlastnosti, ale i pár rizik

V současnosti je asi nejoblíbenějším přírodním chladivem právě chladivo R290, tedy čistý propan. O něm se jako o chladivu budoucnosti mluvilo už před 25 lety. Mezi jeho výhody patří zejména:

• Nízká cena – zhruba třetinová oproti jiným běžně používaným chladivům.
• Nepřispívá k tvorbě ozonové díry, má nízký potenciál globálního oteplování (GWP 3).
• Vysoká výstupní teplota topné vody, díky níž se hodí i do vysokoteplotních tepelných čerpadel, která dokáží ohřívat topnou vodu nad 70 °C.
• Úsporný provoz – chladivo R290 má skvělé termodynamické vlastnosti a k dosažení požadovaných parametrů mu stačí nižší tlak. Vysokou účinnost si zachovává i při nízkých venkovních teplotách. Kompresor se nemusí tolik zatěžovat a provoz čerpadla je tak velmi ekonomický a efektivní.

Tepelné čerpadlo R290 vyžaduje špičkovou konstrukci, instalaci a údržbu

Pochopitelně má propan i své slabé stránky. Předně je chladivo R290 hořlavé. To ale při běžném provozu tepelného čerpadla nepředstavuje žádné zvláštní riziko. Obzvlášť u monoblokových čerpadel, kde je chladivo hermeticky uzavřeno ve venkovní jednotce.

Problém by mohl nastat při úniku chladiva, při němž by hrozilo riziko požáru. Proto je nezbytné dodržovat při instalaci a údržbě propanového tepelného čerpadla bezpečnostní opatření. Tepelné čerpadlo s R290 tak smí instalovat a servisovat pouze technici, kteří mají pro práci s chladivem R290 patřičnou kvalifikaci.

Druhým úskalím je samotná konstrukce propanového čerpadla. Chladivo R290 má totiž svá specifika, a proto klade zvláštní nároky na chladivový okruh, zejména na olejový management kompresoru. Výrobce, který dosud pracoval s konvenčními chladivy, jen s velkou dávkou štěstí hned vyvine propanové tepelné čerpadlo se špičkovými vlastnostmi. Proto je velice důležité při výběru čerpadla pátrat po tom, zda má firma dostatečné zkušenosti s tímto typem chladiva.

Závěrem

Ačkoliv přírodní chladiva, jako je R290, přinášejí určitá technická a provozní úskalí, jejich výhody výrazně převažují. Nízký dopad na životní prostředí, vysoká účinnost a cenová dostupnost z nich činí vhodného nástupce syntetických chladiv, která už nyní mají své pevné místo nejen v segmentu tepelných čerpadel. Zákaz F-plynů je proto důležitým krokem k ekologičtějšímu a udržitelnějšímu provozu, který přispívá ke snižování produkce emisí a k ochraně klimatu, ale v důsledku vám zároveň zajistí ještě efektivnější a úspornější vytápění.

Zdroj: MŽP, SCHKT